General, Research, Technology

Що таке чотиривимірний простір?

Подання світу в різних вимірах змінюєто, як ми сприймаємо все навколо, включаючи час і простір. Думати про різницю між двома вимірами і трьома вимірами легко, але що щодо четвертого? Важливо розуміти, що мають на увазі науковці та інші дослідники, коли говорять про різні вимірах: наш світ має три просторових виміри: ширину, глибину і висоту, А четвертим виміром може бути час. Вчені багато років проводять дослідження в спробах з'ясувати що ж таке четверте просторовий вимір, однак через те, що спостерігати четвертий вимір ми не можемо, докази його існування знайти дуже важко.

Моделювання руху камери в чотиривимірному просторі.

Скільки існує вимірювань?

Щоб краще розуміти, на що може бути схожечетвертий вимір, давайте ближче подивимося на те, що саме робить три виміри тривимірними, і, слідуючи цим ідеям, подумаємо про те, що таке четвертий вимір. Отже, довжина, ширина і висота складають три виміри спостережуваного світу. Всі три виміри ми можемо спостерігати завдяки емпіричним даним, а також органами почуттів - такими як зір і слух.

Визначити положення точок і напрямки векторів в тривимірному просторі можна уздовж опорної точки. Найпростіше уявити собі тривимірний простір як тривимірний куб з трьома просторовими осями, які визначають ширину, висоту і довжину куба. Осі рухаються вперед і назад, вгору і вниз, влівоі вправо разом з часом - виміром, яке ми безпосередньо не спостерігаємо, але сприймаємо. При порівнянні 3D і 4D, враховуючи спостереження тривимірного просторового світу, чотиривимірний куб буде Тессеракт - об'єктом, який рухається в трьох вимірах, які ми і сприймаємо і в четвертому, яке е можемо спостерігати.

Чотиривимірний куб (тессеракт) виглядає так

Ще більше статей про останні відкриття в галузі теоретичної фізики і високих технологій читайте на нашому каналі в Яндекс.Дзен. Там регулярно виходять статті, яких немає на сайті.

Чотиривимірні об'єкти і тіні

Як пише Sciencing.com, оскільки тривимірні істоти відкидають тінь на двовимірну поверхню Куба, це привело дослідників до припущення про те, що чотиривимірні об'єкти відкидають тривимірну тінь. Ось чому можна спостерігати «тінь» в трьох просторових вимірах, навіть якщо безпосередньо спостерігати чотири виміри не можна.

Математик Генрі Сегерман з університету штатуОклахома створив і описав свої власні 4-мірні скульптури. Точно так же, як тривимірний об'єкт відкидає двовимірну тінь, Сегерман стверджував, що його скульптури є тривимірними тінями четвертого виміру. Хоча ці приклади тіней не дають прямих способів спостереження четвертого виміру, вони є хорошим індикатором того, як думати про четвертому вимірі.

Фігури математика Генрі Сегермана виглядають так

Математики часто призводять аналогію з мурахою,що йде по аркушу паперу, описуючи межі сприйняття щодо вимірів. Мураха, що йде по поверхні паперу, може сприймати тільки два виміри, але це не означає, що третього виміру не існує. Це просто означає, що мураха може безпосередньо бачити тільки два виміри і виводити третій вимір через міркування про ці двох вимірах. Точно так же люди можуть міркувати про природу четвертого виміру, не сприймаючи його безпосередньо.

Вам буде цікаво: Мозок будує дивні структури в 11 вимірах

Чотиривимірний куб Тессеракт - це один із прикладів того, як тривимірний світ,описуваний x, y і z, може розширюватися в четвертий. Математики, фізики та інші вчені можуть представляти вектори в четвертому вимірі, використовуючи чотиривимірний вектор, який включає в себе інші змінні, такі як w. Геометрія об'єктів в четвертому вимірі більш складна, так як включає в себе 4-багатогранники, які є чотиривимірний фігурами. Ці об'єкти показують різницю між 3D і 4D зображеннями.

Чи існує життя в четвертому вимірі?

Те, як виглядали б істоти або життя в чотирьохвимірах, займало учених та інших фахівців впродовж десятиліть. В оповіданні письменника Роберта Хайнлайна 1940 року «Будинок який побудував Тім» йшлося про будівництво будівлі в формі Тессеракт. Письменник Кліфф Піковер уявляв собі чотиривимірних істот як «повітряні кулі тілесного кольору, постійно мінливі в розмірах. Ці істоти будуть здаватися вам розрізненими шматками плоті, точно так же, як двовимірний світ дозволяє вам бачити тільки поперечним перерізом і залишки світу тривимірного. »

Кадр з мультсеріалу «Футурама», 15 серія 7 сезону. Перед вами герої в 2D

Чотиривимірна форма життя може бачити вас зсередини точно так же, як тривимірне істота може бачити двовимірне з усіх боків.

Джон Нортон з Відділу історії і філософії наукиПіттсбурзького університету вважає, що можна прийти до розуміння природи четвертого виміру, ставлячи питання про те, що робить одне -, двох - і тривимірні об'єкти і явища такими, якими вони є, екстраполюючи їх в четвертий вимір. Істота, яка живе в четвертому вимірі, може володіти таким «стереобачення», описаним Нортоном, щоб візуалізувати чотиривимірні образи, не будучи обмеженим трьома вимірами.

Однак точно відповісти на питання про те, чи існуютьЧи 4D істоти сьогодні не може ніхто. Я вважаю, що навіть концепція 4D-простору запекло обговорюється в фізичних лабораторіях, хоча деякі теорії, такі як Теорія струн і М-теорія, використовують існування декількох вимірювань для пояснення нашого Всесвіту. Важливо також відзначити, що біологічно 4d життя не може існувати. А що ви думаєте з цього приводу? Прісоедінятйесь до обговорення цієї теми в коментарях, а також з учасниками нашого Telegram чату.